基于多源情报信息融合的战场态势保障研究开题报告文档格式.docx

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目前，印度陆军在正在C30网络的基础上，正在大力的建设C40系统，它主要包含指挥、控制、通信、协同、信息和内部操作系统，印度的空军计划准备发展以计算机信息技术为基础的信息传输系统，海军的建立重点是C-ISR系统⑹⑺。

我军也对战场态势信息系统进行了深入的广泛的探讨以及研究。

由华一新教授研，提出联合作战图的概念，它是使各级联合作战部队共享的战场态势信息的图形化，得到具体的表达，是可以在信息化战场上获得能够满足三军统帅，在正确的地点、正确的时间将正确的态势信息通过正确的方式发布给正确的作战人员的信息技术系统。

对联合作战中情报信息的综合处理与情报保障实施的实时性、准确性方面具有重要的意义。

3.理论与实际意义

本课题的研究具有以下意义：

（a）能够进一步完善联合作战情报保障的理论体系；

通过对联合作战情报保障理论的研究，结合现在部队工作的实际情况，所构建的多源情报信息融合保障体系能够为分析和预测战场态势、指挥员的指挥决策提供更为准确的依据。

（b）多源情报信息融合方法能够进一步完善信息融合理论；

本文所提出的改进的多源情报信息融合方法也有助于进一步发展和完善情报信息融合理论体系，其研究成果对其他领域的情报信息的融合也有着极大的借鉴意义。

（c）减少判读员的工作量，提高情报生成效率。

目前，多源情报信息融合的任务是由判读员的视觉系统和大脑完成的，使得判读员的劳动负荷过大，因此很难长时间的从多幅独立的、连续变化的海量图像中得到可靠的合成视觉信息。

通过情报信息的融合揭示出目标在单一作战中观察时无法探测特征，通过对多源情报信息进行互补的处理来提高情报信息质量；

加快信息处理速度，减少判读员的工作量。

（d）能够满足联合作战中对多源情报信息的需求，并且有效融合多源情报信息能够提高情报时效，能够提高情报应用效率，提高情报保障的能力。

（二）研究现状（文献综述、国内外学术动态）

1.国外研究现状

信息融合研究的内容涉及的理论和技术都非常广泛。

文献从军事运用的角度将信息融合定义为:

信息融合是对来自多源的数据和信息进行检测（Dctectino）、关联（Association）、相关（Correlation）、估计（Estimation）和组合（Combination）等多层次多方面的处理和融合，以得到精确的状态估计、身份估计、威胁估计和完整及时的态势评估。

根据众多应用领域问题的共同特点，另外一种更为使用广泛的定义则是指：

多传感器的信息融合就是在充分利用使用多个传感器资源的条件下，通过对多传感器和其观测到的信息的充分合理支配使用以及利用，客服多个传感器在空间或者是时间上的冗余或互补信息，然后依据某种准则来将将信息进行组合整理和融合，以期望获得被测试对象的一致性解释，使获得信息更加有优越性。

20世纪80年代，MIT林肯科学实验室、美国JDL科学研究室、以美国乔治梅森大学带领的美国、英国、加拿大等国的许多所大学在多传感器和多目标跟踪领域进行了广泛和深入的探讨和研究，取得了许多应用研究成就。

最开始把其应用到装备部队相关内容的有:

美军的全源分析系统、潜在危机状态信号参数的分析、动态显示专家系统、军事情报的分析、海面监视情况的信息融合、海上战场状态得分析显示、战场管理与目标的确定、海上目标航迹与特定平台匹配系统、基于情报知识的系统、以及英军的莱茵河C2系统等。

随着“联合作战”以及“空地一体战”等的出现发展，数据的融合技术方面也得到了充分的发展，其发展呈现出跨兵种、跨军的多数据信息资源的融合的发展和研究，并且出现了大量的相关附带产品去装备和武装部队。

在全球指挥控制系统、北约指控信息系统、陆军战术指控系统，以及多类作战平台和战术系统中均装备有这些信息融合的相关产品⑻⑼。

随着信息技术在战争中的应用，西方的各个军事强国也越来越重视信息融合，并且逐渐在相关的方面投入大量的人力、物力和财力支持，并且积累了大量的丰富的经验，其理论体系也取得了很大进展，得到了完善。

20世纪80年代以后，比较典型的有美国的海军战争状态分析显示、自动多传感器部队识别、战术指挥控制系统、目标获取和武器输送系统；

仅仅10年的发展，在20世纪90年代后，随着信息科技的快速进步和发展，以及现代战争的日趋复杂化，为了适应军事信息现代的发展需要，以及它的的融合共享、态势评估和提高武器性能的发展需要，美国先后开发出了一系列的系统；

美国的CharlesRiverAnalytics公司也先后开发出一系列的相关系统，比如，有智能融合与资源管理处理系统和智能威胁估计处理系统，主要用于美国空军开发的面向态势分析和威胁估计；

Smith的态势评估组成元素及小组决策支持原型系统；

意大利的海军战术数据显示系统，使用模板概括一次作战活动序列，通过弹性约束模板与实际战斗关联对模板与实际的符合程度进行拟合，并结合实际的发展，通过不断的更新和改进与实际环境越发的逼近，从而达到识别敌方行为企图的目的⑾。

进入21世纪后，尤其是因为海湾战争，军事的信息化得到了各国的重视，美国和其他国家相继开始信息融合中的态势评估技术研究。

总部设置在美国，并规定每年举行一次信息融合的国际学术会议，进行信息融合领域的国际的探讨和交流，总结各国的发展研究成果，提高新发展。

同年举行召开了每年举行一次的信息融合的国际会议，这次会议是由由IEEE航空和电子系统学会、NASA研究中心、IEEE控制系统学会、美国陆军研究部、IEEE信号处理学会主要参加的。

随后，在2003年，美国国防部发布了白皮书，提出了“军事转型中的横向融合”，该白皮书的强调重点主要是融合系统当中的横向通讯沟通的能力。

从海湾战争发生以后，美国国防部在信息融合技术方面的研究重视程度越来越强，在C3I中增加了计算机信息，建立以信息融合为中心的C4KISR系统⑿。

2006年，美国国防部发布了在未来几年内的项目列表计划，包括模糊目标的多军种先进传感器技术，强调利用伪装或隐藏与欺骗技术的威胁探测、定位与识别，具有信息存贮、信息处理和信息融合处理的功能。

态势评估作为信息融合中的重要功能组成部分，在军事融合系统中具有重要的研究意义。

随着计算机信息技术和数据融合技术的不断发展，态势评估已经逐渐成为研究的重点和热点，体现在如下方面：

在理论研究上，1984年，美国国防部成立了数据融合联合指挥实验室，他们提出了JDL模型，目前，该模型已经得到充分的发展和使用，已成为美国国防信息融合系统的一种实际标准。

JDL模型主要把数据融合分为三级：

目标优化、定位和识别目标；

态势评估；

威胁评估；

还有一个是过程优化，这实际是一个反复进行的过程，可以称为数据融合的第四级。

在JDL模型的发展研究基础之上，Boyd又提出了“观测、定向、决策、执行环”，这是控制环路模型，这个模型使其中的各个阶段构成了一个封闭的环形，代表了数据融合的循环性，使执行的可能性得到了大大的提高。

UK情报环模型是把信息的处理作为一个环状的结构，包括四个阶段，分别是数据采集、整理、评估、分发，这是一个闭合的环状结构口。

M.Ben-Bassat提出的基于模式类识别和专家系统的态势评估模型框架，他认为态势估计就是一个多层次、多角度和多成员的模式识别问题，其本质就是从结果到原因的逐层推理过程⒀⒁⒂⒃。

进入20世纪90年代，又出现了Waterfall模型，这是由Bedworth提出的，该模型清晰的层次概念框架非常的清晰和准确，被广泛的应用于英国国防信息融合系统当中；

随后，Bedworth和O’Brien又综合和研究了融合模型，比较分析了各个模型的特点，分析优缺点，友提出了Omnibus混合模型，这个模型既含有Waterfall的清晰的层次概念框架，又有Boyd的闭路循环模型的特点，是模型的新发展，这相对来说是一种比较完善的模型；

其他还有Cohen的战场指挥员态势评估认知框架⒄。

进入21世纪后，James，Christopher和Ed.Waltz等人又研究和发展了JDL模型，对JDL模型进行了部分修改、扩充、加强完善各个融合节点和融合层次的内容和功能；

为了适应时代的发展需要和现代变化的趋势，以及为了适应信息融合中新方法与新技术的需要，就需要对JDL模型重新进行完善和发展，所以，逐渐的增加了JDL模型处理的一些内容和途径方法，包括：

增加对于质量的有效控制、对于可靠性以及一致性的相关分析；

在融合过程中，信息融合及态势的融合其实广泛的存在我们的身边，和我们的联系也非常的紧密，例如它广泛的存在于人类生活和自然界以及社会发展当中，比如人们对客观事物和客观现象的认识过程就是多源信息融合的整个过程，依靠眼、耳、口、鼻、手等感官获得对客观事物的各方面的感官体验已经对信息的理解，然后在脑中进行信息的加工、整理、融合，得到对发生事物的全方位的感知和认识⒅。

如果只是单纯的依靠单一的信息源极有可能会导致模糊不清的、不精确、不稳定的态势感知，例如寓言故事“盲人摸象”，就是在获得信息方面的时候只是通过片面的不精确的信息，而得出不准确的结论。

多源信息融合的目的则是通过多传感器获得的多方面、多角度、多维度的信息，然后整合信息，并对信息进行融合，试图获得所有先关信息的协同组合，以获得一致的、准确的、全面的态势感知。

⒆⒇在19世纪70年代，信息融合理论的起源，他起源于计算机技术的发展以及对军事防御方面的相关研究。

早在二战期间，多源数据融合就有了初步的应用和发展：

比如，在高炮上使用光学测距系统和火控雷达等，分别利用两者测定出的数据，这样不仅极大的提高了信息的准确性和精确度，而且还增加了抗干扰性，使信息更加完善。

（2）国内研究现状

随着经济和科学技术的飞速迅猛发展，计算机信息处理技术的应用越来越广泛，逐渐的深入到各个科技研究领域，在现代战争中尤其如此，计算机信息技术的应用也日益广泛和深入。

现代战争的意义也已经突破传统意义上战争的范畴，现代战争是立体综合的战争，它集海、陆、空、天、电磁等方面于一体。

现代战争也出现了核、生化、化学等多种武器与多兵种，其作战单元的形式越来越多样化和多远话、目标机动性的灵活化也大大的增加，从而使得扩大了战场的范围，并且变得越来越广，战场多样性与复杂性的特点也越来越强，所以，在战争中处于核心的情报信息处理在其中显得越来越重要。

但是，来自各个传感器节点的信息由于各方面的原因，具有海量性、不确定性、复杂性以及冗余性等特点，如何对来自不同的传感器信息进行高效加工、整合、融合、分析处理，是现代战争面临的重大的研究课题。

近些年以来，随着科学技术的发展，传感器的性能和计算机的性能得到了极大的提高和进步，出现了大量面向各种复杂环境与背景的传感器系统，信息融合技术的领域也逐渐开始扩展，从军事领域扩展到诸多非军事领域。

融合的信息也开始丰富和多样化，开始从单个信息源向多信息源发展，即来自多数据源的多传感器信息的融合。

多源信息融合（multi-sourceinformationfusion）又称为多传感器信息融合（multi-sensorinformationfusion），最早起源和应用于军事应用当中。

多传感器信息融合这一信息处理方法是针对使用多个同类或多类传感器所组成的系统这一特定问题而开展，它又被称作多源关联、多源合成、传感器混合或多传感器融合，也就是信息融合。

关于信息融合目前还没有确切统一的定义和概念，各研究机构或个人都有自己独特的理解。

把来自多个传感器或信息源的数据与信息加以关联、组合、融合，以获得关于目标位置和身份的精确估计，并对态势、威胁及其重要性与完整性进行实时的估计，而且在这个过程中，整个处理的过程是连续不断优化的过程，并且不断修正改进，以获得更优的结果目的。

多源信息融合是一个连续数据处理过程，这是一个多层面、多级别的处理过程，它的主要目的是对来自多信息源、多传感器的数据进行自动检查测试、关联、相关、组合以及估计的整个过程。

在1998年提出更广泛而简洁的信息融合定义数据融合是一个数据或信息的综合过程，它用于估计或预测实体状态。

而数据融合强调的是融合的目的，即要求“更高质量”的数据，给出了在遥感领域数据融合的定义数据融合使用相关的方法和工具对来自不同数据源的数据进行综合，以期获得更高质量的信息。

我国的一些学者认为，在军事领域方面，信息融合的内容主要是在检测、互联、状态估计、目标识别、态势描述、威胁估计、传感器管理和数据库等方面的，这是一个多级别上针对传感器进行融合处理的过程，每一个处理级别都是对数据的进一步抽象化的过程。

所以可以进一步的得出定义：

信息融合就是将来自多个传感器或多个信息源的相关信息进行综合处理融合，从而得出更为精确、可靠的结论。

信息融合又称数据融合，但信息融合的内容更加广泛，它不仅包括了数据的融合，也包括了信号和知识的融合处理。

近年来，我军也越来越重视信息融合的发展，把采用信息融合技术建设、改造情报保障和指挥控制系统提到了重要日程。

我国相关的高等学校也都开展了多传感器信息融合与军用情报综合处理重点课题的研究，探讨多传感器信息融合及军用情报综合处理的先进算法，以及实现技术，构建多站、多传感器数据融合系统的仿真原型，通过多传感器数据的融合可以实现多种类情报信息的关联、目标识别、态势估计。

我国相关军事工业科研等部门也承担了信息融合与情报综合处理等方面课题的研究与系统开发任务，取得了重要研究成就。

此外，空军也把信息融合技术应用到部队中，已着手对多个雷达旅（团）进行技术改造，在原雷达装备的基础上，利用网络把所管辖区内多站、多雷达连接起来，对多站、多雷达录取的信息数据进行融合整理，以进一步提高目标探测、发现、预警和引导能力。

目前多源信息融合研究取得的主要成就如下：

（1）多雷达点迹融合技术，软判定传感器系统技术，探测系统空间配准技术。

对于具有定位功能的机动平台和固定平台，采用有参考曲线进行探测系统空间配准的技术已相当成熟，并已成功地应用于探测系统空间配准。

（2）信息融合技术在战场图像情报处理上得到了充分的=的应用，信息融合技术在舰艇编队情报协作与共享上也得到应用和发展，在无人机平台多传感器情报综合上的应用。

（3）多类“多介质传感器目标属性融合识别技术”总体上对包括红外探测、光学探测传感器，以及米波雷达、微波雷达、电子支援（ESM）等多介质信息，己能进行融合识别目标属性。

（4）机动平台多类传感器信息融合技术已达到实用性水平。

舰载、机载或车载平台多类传感器对目标的融合定位、识别与跟踪技术已达到实用性水平。

（5）在战场态势估计在陆、海、空三军和C4KISR系统中有大量的应用，并且取得了一系列的成就。

（6）信息融合仿真。

目前，已经建立了关于信息融合系统效果评估的各类准则和统计估计方法，以及基于效果估计对信息源和融合过程反馈控制的仿真平台。

2.发展趋势分析

未来一体化联合作战图像情报保障的发展趋势主要表现为：

围绕非接触、非线式、非对称作战的情报保障将成为联合作战情报保障重点；

联合作战情报保障体系更加先进，向实时、精确、“侦察打击一体”方向发展；

联合作战情报保障信息化程度提高，多源情报信息融合运用更加精确灵活，各作战单元的同步打击将成为现实。

（三）研究内容

1.研究内容

围绕多源情报信息保障特点和问题、组织原则和协同方法、战场综合态势的情报保障体系等方面开展研究。

具体研究内容包括：

第一，通过多年来对多源情报融合的研究成果和联合作战演习资料收集、研究多源情报信息保障融合的特点、优缺点。

目前发展存在的问题，提出解决问题的办法。

第二，通过分析目前战场综合态势的情报保障特点，提出建立一体化战场综合态势作战情报保障体系的策略。

第三，通过情报理论和实践结合，论述如何整合多源情报信息，提高情报的时效性。

是将联合作战理论与演习实践相结合提出解决多源情报保障问题的策略；

第四，是以战场综合情报保障为研究重点，针对目前各类侦察装备不同和情报信息无法融合的现状，提出建立战场综合情报保障体系的策略。

第五，提出如何整合多源情报力量，提高情报保障的时效性和准确性。

2.主要理论

（1）多源情报信息融合理论；

（2）战场态势保障理论；

（3）一体化联合作战理论。

3.关键技术

（1）对多源情报融合的研究成果和联合作战演戏收集、整理资料综合研究多源情报信息保障融合的特点和问题，提出解决问题的办法。

（2）通过分析目前战场综合态势的情报保障特点，提出建立一体化战场综合态势作战情报保障体系的策略。

（3）通过情报理论和实践结合提出建立战场综合情报保障体系的策略。

提出如何整合多源情报力量，提高情报保障的时效性和准确性。

（四）实施方案

1.总体框架

第一章对本论文的研究背景、研究意义做了概述，并对国内外主要研究内容做了论述

第二章从多源信息融合原理、多源信息融合保障特点、多源信息融合在军事情报工作中的中重要性与必要性、多源信息融合保障体系的基本构成这四个方面对多源情报信息融合保障做了综合性的论述。

第三章多源情报信息融合在战场综合态势作战中的运用与贡献做了概述。

从多源情报信息融合在舰艇编队情报协作与共享上的应用、多源情报信息融合在炮兵战场情报分析处理的运用、多源情报信息融合在无人机平台多传感器情报综合上的应用这三个方面对多源情报信息融合在战场综合态势作战中的运用进行了阐述；

从多源情报信息融合在战场综合态势作战中的运用、各类型情报信息相互支持或补充，提升情报系统的可靠度、多源信息互相印证，提高情报获取能力这三个方面对源情报信息融合在战场综合态势作战中的贡献做了阐述。

第四章对我国战场综合态势的情报保障存在的问题做了深入分析，分别没从这样五个方面进行论述：

（1）三军指挥自动化系统不能互联、互通

（2）系统综合差，不能提供准确的情报和作战毁伤评估

（3）预警探测、指挥控制、情报处理速度太慢

（4）综合识别能力不够

（5）时效性与准确性受到制约。

第五章通过波黑维和行动以及1998年海湾武器核查危机这两个例子对一体化战场综合态势作战情报保障体系的历史借鉴做了阐明。

第六章提出了建立一体化战场综合态势作战情报保障体系的策略：

（1）完善综合保障信息网络

（2）加强综合保障信息训练

（3）创新综合保障方法体系

（4）用信息管理的新观念来理解指挥自动化系统

（5）完善“软环境”，强制各级管理部门和指挥机构共享信息和数据

（6）制定完善的综合电子信息系统的体系结构文件

第七章对全文做了总结。

2.技术路线

文献研究法

对于本文，作者是在阅读了大量的文献的基础上，利用学校图书馆资源查阅有关的中外文期刊，在CNKI系列数据库和中国优秀博硕士论文数据库中查阅相关的优秀论文，并借阅了相关的创业专著与学术论文。

在分析这些文献的基础上，通过分析和总结，得出了相关的结论。

3.实验手段

使用在参加部队调研和军事演习时所获得的多源情报信息，结合部队实际应用仿真实验平台，进行多源情报信息融合在战场态势保障的应用。

4.验证方法

（1）案例分析法，以信息化军事联合作战的历史事件为背景进行详细的分析。

（2）建立一体化战场综合态势作战情报保障体系的策略

（五）研究基础（研究条件、实验条件及经费来源、开支预算）

研究条件：

通过对国内外有关联合作战情报保障理论的大量文献资料的阅读和总结，以及对多源情报信息融合方法的对比分析，为下一步深入研究奠定了一定的理论基础，通过平时的学习积累已经掌握相关理论和应用。

实验条件：

计算机，专业资料，相关领域的技术方法。

经费来源：

自筹经费。

（六）预期成果（预期的研究成果、创新点）

1.预期研究成果：

（1）多源情报信息融合与战场态势保障理论研究论文。

（2）在国内外核心期刊发表1-2篇文章。

2.创新点：

（1）将联合作战理论与演习实践相结合提出解决多源情报保障问题的策略。

（2）提出如何整合多源情报力量，提高情报保障的时效性和准确性应用策略。

（3）针对目前陆军、空军各类侦察装备不同和图像情报信息无法融合的现状，提出建立战场综合情报保障体系的策略。

（七）论文目录（至少三级标题）

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1论文的研究背景及意义

1.2研究现状与发展趋势

1.2.1国内外研究现状

1.2.2研究热点及发展趋势

1.3论文的主要研究内容及创新点

1.4本章小结

第二章多源情报信息融合理论与关键技术

第三章战场综合战场态势保障体系构建或结构

3.1态势保障体系的概念

3.1.1态势保障体系的概念

3.1.2态势保障体系的特点

3.1.3态势保障体系的优缺点

3.2态势保障体系的起源和发展

3.2.1态势保障体系的起源

3.2.2态势保障体系的发展趋势

3.3我国战场综合态势的情报保障存在的问题

第4章根据现有的技术手段如何建立自己的想法（本章为核心内容）

4.1现有的技术发展

4.1.1我国现有技术的发展

4.1.2国外现有技术的发展

4.2现有技术的改进

4.2.1现有技术的优缺点

4.2.2现有技术改进的方面和领域

第5章实践应用（应用在情报保障中，来解决什么问题）

5.1实践发展应用范围

5.1.1实践发展范围应用的原有领域

5.1.2未来实践发展的范围

第六章总结与展望

6.1总结

6.2有待研究和解决的问题

参考文献